CN111708142A - 一种镜头模组及应用其的电子设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种镜头模组及应用其的电子设备，所述的镜头模组包括第一镜片、第一振膜、壳体、填充物和驱动单元。第一镜片与第一振膜固定在壳体上，填充物充满壳体内部空间，通过驱动单元带动壳体内部的体积发生变化，进而带动填充物推动或拉扯第一振膜及第一镜片产生位移的变化，实现变焦。本发明的镜头模组利用壳体内部的填充物驱动变焦，有效的降低了因变焦需要的空间。

Description

一种镜头模组及应用其的电子设备

技术领域

本发明涉及光电器件领域，具体涉及一种镜头模组及应用其的电子设备。

背景技术

随着微电子技术的发展，电子设备的体积逐步趋向于便携化，人们对于电子设备的整机减薄需求越来越高。镜头作为最常用的光学成像器件，在数码相机、手机和平板电脑等电子设备中均起到重要的作用，而镜头模组的变焦需要一定的调整空间，因此，镜头模组的设计对于电子设备的体积/厚度起着重要的影响。

现有的电子设备中镜头模组通常采用音圈马达技术实现变焦，需要在镜头轴向上预留较大空间，不利于电子设备日益减薄的整机要求。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提出一种以壳体内部的液态填充物驱动镜头变焦的镜头模组，减小镜头模组在轴向上的尺寸。

第一方面，本发明实施例提供了一种镜头模组，包括：

第一镜片；

第一振膜，由具备弹性形变能力的材料制成；

壳体，与由具备弹性形变能力的材料制成；

填充物，充满所述壳体内部；以及

驱动单元，与所述壳体连接；

所述镜头模组被配置为通过所述驱动单元受控带动所述壳体内部的体积发生变化，使所述填充物带动所述第一振膜和所述第一镜片产生位移的变化。

进一步地，所述壳体上具有与所述第一振膜对应的第一开孔，所述第一振膜通过所述第一开孔与所述壳体连接；

所述第一振膜上具有与所述第一镜片对应的容置孔，所述第一镜片通过所述容置孔与所述第一振膜连接。

进一步地，所述驱动单元包括：

压电片，设置于所述壳体的外表面上，被配置为接收电信号产生形变带动所述壳体产生形变，进而改变所述壳体内部的体积。

进一步地，所述填充物为透光液体或透光惰性气体。

进一步地，所述镜头模组还包括：

第二开孔，位于所述壳体上；

第二镜片，设置于所述第二开孔中；以及

感光元件，设置于所述第二镜片相对于所述第一镜片的一侧，被配置为接收通过所述第一镜片、所述填充物和所述第二镜片传来的光信号。

进一步地，所述驱动单元包括：

第二振膜，由具备弹性形变能力的材料制成，所述第二振膜被配置为受控带动所述壳体内部的体积发生变化。

进一步地，所述驱动单元还包括：

音圈与所述第二振膜连接；

振膜板，与所述第二振膜连接，所述振膜板被配置为与所述第二振膜一起受控振动。

磁路***，用于形成磁场；以及

盆架，用于固定所述驱动单元；

其中，所述音圈被配置为受所述磁路***控制带动所述第二振膜产生振动进而改变所述壳体内部的体积。

进一步地，所述盆架上具有通孔，所述通孔使所述音圈和所述磁路***与所述壳体的内部连通。

进一步地，所述填充物为透光绝缘液体或透光惰性气体。

第二方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括：

如第一方面中任一项所述的镜头模组。

本发明实施例的镜头模组在柔性的壳体内填充填充物，通过驱动单元带动壳体内部的体积发生变化，进而带动填充物推动或拉扯第一振膜及第一镜片产生位移，实现变焦，由此，可以有效减小镜头模组的体积，特别是减小其在光学镜片轴向上的尺寸，实现镜头模组的小型化。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1为本发明第一实施例的镜头模组的剖面图；

图2为本发明第一实施例的镜头模组的***图；

图3为本发明第一实施例的壳体的结构示意图；

图4为本发明第一实施例的第一振膜的结构示意图；

图5为本发明第二实施例的镜头模组的剖面图；

图6为本发明第二实施例的驱动单元的***图；

图7为本发明第二实施例的壳体的结构示意图；

图8为本发明的镜头模组外接电子设备的示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。

除非上下文明确要求，否则在说明书的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1-图4为本发明第一实施例的镜头模组示意图。所述的镜头模组包括第一镜片11、第一振膜2、壳体3、填充物4和驱动单元5。其中，第一镜片11与第一振膜2固定在壳体3上，填充物4基本充满壳体3的内部空间。通过驱动单元5带动壳体3内部的体积发生变化，进而带动填充物4推动或拉扯第一振膜2及第一镜片11产生位移，实现变焦。

如图3所示，壳体3上具有与所述第一振膜2对应的第一开孔31，第一振膜2设置于第一开孔31处并与壳体3连接。第一振膜2上具有与第一镜片11对应的容置孔21，第一镜片11设置于容置孔21中并与第一振膜2连接。第一振膜2由具备弹性形变能力的材料(例如，橡胶或硅胶)制成，也就是说，第一振膜2受到力的作用会产生拉伸弹性形变，进而带动其上的第一镜片11产生位移，实现第一镜片11的焦距调整。

在本实施例中，第一开孔31设置为圆形，第一振膜2设置为外轮廓与第一开孔31的圆形相适配的圆环。在一种可选的实现方式中，第一振膜2的外轮廓边缘加工出卡扣结构201，如图4所示，使第一振膜2通过扣合在第一开孔31中的方式与壳体3固定连接，使后续的拆装与维护方便。在另一种可选的实现方式中，第一振膜2通过其外轮廓边缘与第一开孔31焊接、胶接等方式与壳体3固定连接，可以简化工艺流程。

可以在容置孔21的内侧设置相比于第一振膜2材料本身具备一定刚度的刚性结构202，如图4所示，使第一镜片11通过焊接或胶接在刚性结构202上的方式固定在容置孔21中，以避免第一镜片11在受控产生位移时发生倾斜而导致的变焦质量下降。例如，用两片塑料环夹住容置孔21的边缘并扣合，第一镜片11通过胶接、焊接等方式固定在所述的塑料环上，进而与第一振膜2连接。

在本实施例中，驱动单元5包括压电片51，压电片51可通过焊接或胶接的方式固定在壳体3上，如图1和图2所示。压电片51采用具有压电效应的材料制成，优选地，可以采用锆钛酸铅系的压电陶瓷(PZT，PbZrO3和PbTiO2的固溶物)，具有较高的压电响应灵敏度。压电片51上形成有电路或与导电电路连接，所述的电路用于向压电片51输入电信号。压电片51在接收到电信号后，由于逆压电效应产生拉伸或压缩形变，带动壳体3产生相应的弯曲，造成壳体3内部的体积增大或减小，具有固定体积的填充物4将拉扯或推动第一振膜2进而使第一镜片11产生位移。

壳体3由具有可延伸性的金属或高分子材料制成，以在压电片51的驱动下可以发生形变。

所述逆压电效应为压电材料在受到外电场作用时，会沿外电场方向发生形变的一种现象。压电材料内部的非极性电介质分子具有不重合的平均正负电荷中心，所述不重合的平均正负电荷中心连线与其二者电荷差的矢量和称为电偶极矩。无外电场作用时，由于压电材料的各向异性及电介性，虽然微观上压电材料内的电介质分子电偶极矩方向排列杂乱无章，但是电偶极矩矢量和为零，在宏观上不显电性。外加电场作用时，压电材料沿外电场方向的对侧表面上产生电性相反的自由电荷。微观上，压电材料内部的电介质分子电偶极矩沿外电场方向偏转，电偶极矩的正负电荷中心与压电材料表面的自由电荷同性相斥、异性相吸，使电偶极矩的正负电荷中心沿外电场方向发生相对位移，宏观上，压电材料沿外电场方向发生形变。

本实施例所述的镜头模组还包括第二开孔32、第二镜片12和感光元件6。其中，第二开孔32位于壳体3上相对于第一开孔31的一侧。具体地，第二开孔32可以与第一开孔31同轴。第二镜片12设置于所述第二开孔32中，如图1和图2所示。第二开孔32为圆形的通孔，如图3所示，第二镜片12为与第二开孔32形状相适配的圆形镜片，以焊接、胶接或其它方式固定于第二开孔32中。感光元件6设置于第二镜片12相对于所述第一镜片11的一侧，用于将接收到的光信号转换为电信号。

在本实施例中，第一振膜2、第一镜片11、第二镜片12与壳体3形成密闭的内部空间，填充物4充满所述的密闭的内部空间。其中，第一镜片11和第二镜片12为具备一定光学功能的镜片。例如，第一镜片11可以为凹透镜、凸透镜等，第二镜片12可以为滤光镜片、平光镜片等。填充物4为透光液体或透光惰性气体，例如，蒸馏水或液态硅胶。外界的光线依次通过第一镜片11、填充物4、第二镜片12照射到感光元件6上，感光元件6将接收到的光信号转换为电信号并进行后续处理。

本实施例所述的镜头模组通过压电片51的逆压电效应带动壳体3发生形变，使壳体3内部的填充物4可以收到相应的力的影响。填充物4受到的力可以在壳体3内部的空间传递到第一振膜2，进而使得第一镜片11相对于感光元件6在轴向上产生位移，实现变焦。

图5-图6为本发明第二实施例的镜头模组示意图。如图5和图6所示，镜头模组包括第一镜片11、第一振膜2、壳体3、填充物4和驱动单元5。其中，驱动单元5包括第二振膜521、音圈522、振膜板523、磁路***53和盆架54。第二振膜521、音圈522被配置为在磁路***53形成的磁场驱动下产生振动，进而改变壳体3内部空间的体积。

具体地，音圈522设置为线圈组。第二振膜521与音圈522固定连接，当音圈522通电时，由于磁路***53在音圈522区域形成磁场，音圈522将受到磁场的安培力作用而产生移动。与音圈522连接的第二振膜521将产生同样的移动，使得第二振膜521、第一振膜2、第一镜片11、第二镜片12和壳体3形成的密闭空间体积发生变化，进而驱动填充物4推动或拉扯第一振膜2及第一镜片11产生位移的变化。第二振膜521由具备弹性形变能力的材料(例如，橡胶或硅胶)制成，以使其产生的振动可以改变所述密闭空间的体积。

应理解，本实施例中的驱动单元5采用类似于扬声器的结构来实现带动一部分部件移动，从而改变壳体3内部的密闭空间体积。但是，在本实施例中，由于第二振膜521并不用于振动发声，因此，不需要音圈522快速往复运动。因此，音圈522上所通的电信号并不局限于交流电信号，只要是能使音圈522发生移动的电信号均适用于本发明。

进一步地，本实施例所述的驱动单元5并不局限于类似动圈扬声器的结构，只要是能够带动第二振膜521发生位移进而改变壳体3内部的密闭空间体积的类扬声器结构均适用于本发明。例如，动铁扬声器的动铁单元同样能够实现与本实施例中驱动单元5相同的功能，所述动铁单元的原理在此不进行赘述。

如图6所示，磁路***53包括顶片531、磁铁532和轭铁533，所述的顶片531、磁铁532和轭铁533被配置为一起用于形成磁场。其中，顶片531设置于磁铁532上方，用于导磁。轭铁533为形状与顶片531适配的环装结构，设置于顶片531和磁铁532的外侧，用于使磁铁532的磁场分布在音圈522所处的区域。

壳体3上还包括第三开孔33，第二振膜521设置在第三开孔521中与壳体3连接，如图5所示。在一种可选的实现方式中，在第二振膜521的外侧设置相比于第二振膜521材料本身具备一定刚度的刚性材料202(例如，塑料)，如图6所示，使第二振膜521通过刚性材料202与第三开孔33焊接或胶接等方式与壳体3固定连接。

如图5所示，盆架54设置于音圈522和磁路***53的外侧，用于固定所述音圈522和磁路***53。盆架54采用非导电材料制成，例如，塑料，以避免其对磁路***53形成的磁场产生影响。

如图6所示，在本实施例中，盆架54上具有通孔541，所述通孔541使所述音圈522和所述磁路***53与所述壳体3的内部连通，使得填充物4可以进入到盆架的内部覆盖所述音圈522和所述磁路***53。由此，在第二振膜521受到音圈522的带动向上或向下运动时，盆架54中的填充物4可以受到相应的力的影响。由于通孔541内外空间相互连通。填充物4受到的力可以在壳体3内部的空间传递到第一振膜2，进而使得第一镜片11相对于感光元件6在轴向上产生位移，实现变焦。

填充物4设置为透光绝缘液体或透光惰性气体，例如，蒸馏水或液态硅胶。由此，填充物4不会对磁路***53形成的磁场产生影响，且可以使照射到第一镜片11的光线经由填充物4传递到第二镜片12上。

振膜板523设置于第二振膜521上，如图5所示。振膜板523被配置为与第二振膜521一起受控振动，其对第二振膜521的振动具有调节作用。

本实施例所述的镜头模组通过磁路***53在音圈522区域形成磁场，使通电的音圈522带动第二振膜521移动，改变壳体3内部的体积，进而驱动壳体3内部的填充物4推动或拉扯第一振膜2及第一镜片11产生位移的变化，实现变焦。

应理解，驱动单元5不局限于上述第一实施例和第二实施例中的压电形式或动圈形式，只要能够改变壳体3内部的体积使填充物4驱动第一振膜2振动进而带动第一镜片11产生位移的变化，各种形式的驱动单元5均适用于本发明。

图8是本发明实施例的带有镜头模组的电子设备的外形示意图。如图8所示，本图以带有镜头模组的手机为例，镜头模组81可以设置在手机背面。镜头模组81可以和手机内部电路中的控制器电连接，所述控制器通过信号连接控制所述镜头模组81变焦并通过所述镜头模组81成像采集动态或静态图像。

应理解，图8仅以手机为例对本实施例适用的电子设备进行说明，对于本领域技术人员而言，本发明可应用在一切具备变焦功能的电子设备的镜头模组上。所述的电子设备包括与本发明实施例结构相同的镜头模组。

本发明通过驱动单元带动壳体内部的体积发生变化，进而带动填充物推动或拉扯第一振膜及第一镜片产生位移的变化，实现变焦，有效的降低了因变焦需要的空间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种镜头模组，其特征在于，包括：

第一镜片(11)；

第一振膜(2)，由具备弹性形变能力的材料制成；

壳体(3)，由具备可延伸性的材料制成；

填充物(4)，填充在所述壳体(3)内部；以及

驱动单元(5)，与所述壳体(3)连接；

所述镜头模组被配置为通过所述驱动单元(5)受控带动所述壳体(3)内部的体积发生变化，使所述填充物(4)带动所述第一振膜(2)和所述第一镜片(11)产生位移。

2.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述壳体(3)上具有与所述第一振膜(2)对应的第一开孔(31)，所述第一振膜(2)通过所述第一开孔(31)与所述壳体(3)连接；

所述第一振膜(2)上具有与所述第一镜片(11)对应的容置孔(21)，所述第一镜片(11)通过所述容置孔(21)与所述第一振膜(2)连接。

3.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述驱动单元(5)包括：

压电片(51)，设置于所述壳体(3)的外表面上，被配置为接收电信号产生形变带动所述壳体(3)产生形变，进而改变所述壳体(3)内部的体积。

4.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述填充物(4)为透光液体或透光惰性气体。

5.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述镜头模组还包括：

第二开孔(32)，位于所述壳体(3)上；

第二镜片(12)，设置于所述第二开孔(32)中；以及

感光元件(6)，设置于所述第二镜片(12)相对于所述第一镜片(11)的一侧，被配置为接收通过所述第一镜片(11)、所述填充物(4)和所述第二镜片(12)传来的光信号。

6.根据权利要求1所述的镜头模组，其特征在于，所述驱动单元(5)包括：

第二振膜(521)，由具备弹性形变能力的材料制成，所述第二振膜(521)被配置为受控带动所述壳体(3)内部的体积发生变化。

7.根据权利要求6所述的镜头模组，其特征在于，所述驱动单元(5)还包括：

音圈(522)与所述第二振膜(521)连接；

振膜板(523)，与所述第二振膜(521)连接，所述振膜板(523)被配置为与所述第二振膜(521)一起受控振动；

磁路***(53)，用于形成磁场；以及

盆架(54)，用于固定所述驱动单元(5)；

其中，所述音圈(522)被配置为受所述磁路***(53)控制带动所述第二振膜(521)产生振动进而改变所述壳体(3)内部的体积。

8.根据权利要求7所述的镜头模组，其特征在于，所述盆架(54)上具有通孔(541)，所述通孔(541)使所述音圈(522)和所述磁路***(53)与所述壳体(3)的内部连通。

9.根据权利要求8所述的镜头模组，其特征在于，所述填充物(4)为透光绝缘液体或透光惰性气体。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

如权利要求1-9中任一项所述的镜头模组。

Images